MÉTODOS DE ANÁLISIS EN QUÍMICA ORGÁNICA
Los métodos de análisis en química orgánica permiten establecer qué elementos integran un compuesto, en qué proporción se hallan, cómo están enlazados y distribuidos y hasta cuál es la forma geométrica de la respectiva
molécula.
ELEMENTOS, FUNCIONES Y ESTRUCTURA
Diversos métodos de la química se ocupan de cada uno de los aspectos tendientes a dilucidar la composición y estructura de las moléculas que constituyen los diferentes compuestos orgánicos. |
El análisis elemental cualitativo establece qué elementos forman la sustancia y el cuantitativo determina la proporción en que se encuentran. A partir de esta información se pueden hallar fórmulas empíricas de los compuestos y con ayuda de otros métodos utilizados para establecer pesos moleculares, se determinan sus fórmulas moleculares.
Algunas reacciones características de los grupos funcionales permiten identificar su presencia en la molécula y con la ayuda de las diferentes clases de espectroscopia (de luz visible, ultravioleta e infrarroja) se corrobora la existencia de las funciones, su ub i cación en el esqueleto de la molécula y los diferentes tipos de enlaces presentes en ella.
Las técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN), de espectrometría de masas y de difracción de rayos X, constituyen métodos de análisis de gran precisión que permiten efectuar determinaciones cualitativas, cuantitativas y estructurales, con aplicaciones prácticas en muchísimos campos.
ANÁLISIS DE ELEMENTOS
Casi todas las sustancias orgánicas están formadas por unos pocos elementos de los que constituyen la tabla pe
riódica. Esto hace que su determinación cualitativa y cuantitativa sea una labor sencilla mediante el empleo de las técnicas tradicionales de análisis.
Además del carbono y del hidrógeno, las sustancias orgánicas contienen con frecuencia oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos. Para su determinación se efectúa u n procedimiento conocido como la fusión sódica. Este consiste en colocar la muestra del material orgánico en u n pequeño tubo (tubo de Durham) en contacto con u n pedacito de sodio metálico. Luego se calienta en u n mechero hasta el rojo y después se sumerge en u n vaso de precipitados con agua destilada fría donde se rompe el tubo. Así se consigue la conversión del nitrógeno en ion cianuro CN", del azufre en sulfuro S~ y de los halógenos en los haluros correspondientes: cloruro Cl", bromuro Br . y yoduro I " . Luego se filtra el contenido del vaso para separar las partículas sólidas del filtrado, eñ el cual quedan los iones mencionados acompañando al ion sodio, Na + .
La presencia de nitrógeno en forma de ion cianuro en una porción de la solución que se separa para el ensayo, se reconoce mediante la adición, en medio básico, de sulfato ferroso. Es muy importante mantener el p H básico porque de lo contrario, si el p H es ácido, se desprendería ácido cianhídrico, H C N , que causa la muerte por inhalación en escasos segundos:
F c S O h + 2 N a C N ->
F e ( C N ) 2 + N a 2 S O ,
cianuro terroso
El cianuro ferroso reacciona con el exceso de cianuro de sodio:
Fe(CN) 2 + 4NaCN -> Na 4 Fe(CN) 6
Después se agregan unas gotas de cloruro férrico:
3 N a 4 F e ( C N ) f i + F e C l 3 - »
F e 4 [ F e ( C N ) 6 ] 3 + 12NaCl
ferrocianuro férrico
(azul de Prusia)
La formación de u n precipitado de color azul intenso es evidencia de que el nitrógeno está presente en el compuesto orgánico.
El azufre como ion sulfuro se reconoce mediante la adición de u n reactivo específico, el acetato de plomo:
N a 2 S + ( C H 3 C O O ) 2 P b ^
PbS + C H 3 C O O N a sulfuro de piorno
(negro)
El precipitado negro de sulfuro de plomo muestra la presencia de azufre en el compuesto.
Los halógenos se reconocen por medio de su reacción con nitrato de plata. Forman precipitados de los haluros de plata, de acuerdo con las siguientes reacciones:
NaCl + A g N 0 3 - » A g C l i + NaNO, cloruro de plata
(blanco)
NaBr + A g N 0 3 -> AgBr i + N a N 0 3
bromuro de plata (amarillo claro)
l . ¿Qué establecen el análisis elemental cualitativo y el cuantitativo de una sustancia? efectuar determinaciones cualitativas, cuantitativas y estructurales con gran precisión? en las sustancias orgánicas?
2. ¿Qué métodos de análisis permiten 3. ¿Qué elementos son más frecuentes
ianuros do sodio y do potasio han sido muy utilizados para la extrac de oro y plata en el proceso llamado de cianuración. Mediante la cianurá-
ión del oro se logra disolverlo como aurocianuro sódico:
4 Au + 8 NaCN + 2 H,0 + O, - » 4 Na Au(CN), + 4 NaOH
De esta solución se recupera el oro por electrólisis o mediante desplaza-iento con cinc. Además, por ser una forma soluble del oro, se utiliza tar
ién como solución de partida para recubrimientos de dorado electrolíti proceso empleado para recubrir joyas y otros objetos.
El cianuro de sodio se utiliza como reactivo de síntesis en la química org nica, para la preparación de nitrilos o cianuros orgánicos, que a su vez sirven
ra sintetizar aldehidos, ácidos y otros compuestos.
RX + NaCN - > RCN + NaX cianuro nitrilo
embargo, el manejo de los cianuros ofrece serios peligros por ¡dad. La dosis letal para el 50% de los individuos en ratas, por ingés
es de 6.440 pg/kg peso (DL50). Latiosis letal mínima (DLL ) en humanos, pe ingestión, es de 2.857 pg/kg de peso (alrededor de 3 mg/kg).
El cianuro al ser ingerido por el organismo, llega al estómago y por acción del jugo gástrico que contiene HCI se transforma en ácido cianhídrico (HCN), causando la muerte casi inmediata, puesto que el HCN es un bloqucador < las enzimas respiratorias.
El cianuro ha sido empleado en la ejecución de condenados en la cámar de gas en Estados Unidos: se deja caer una pastilla de cianuro de sodio o • potasio en un balde con ácido en el interior de una cámara cerrada donde ¡ halla el reo. Al respirar los vapores de ácido cianhídrico muere en poco tien po.
En vista de los peligros que ofrece el cianuro, debe trabajarse con precaución. El principal cuidado que debe observarse es el de mantener siempre < medio básico (presencia de OH') para prevenir la formación del HCN. Le residuos pueden oxidarse con solución de hipoclorito de sodio para he inactivos.
Nal + A g N 0 3 -> Agí I + N a N 0 3
yoduro de plata
(amarillo intenso)
El reconocimiento cualitativo de carbono e hidrógeno, aunque no se suele hacer de rutina porque se supone su presencia, se puede llevar a cabo por calentamiento de la muestra en u n tubo de ensayo en presencia de óxido cúprico. El carbono se desprende en forma de gas carbónico C 0 2 , que se hace pasar por una solución de h i -dróxido de bario, mediante u n tubo de desprendimiento. El C 0 2 reacciona así:
C 0 2 + B a ( O H ) 2 -> B a C 0 3 i + H 2 0 carbonato de bario
(blanco)
El hidrógeno forma agua que se deposita en las paredes del tubo.
El análisis cuantitativo de estos dos elementos se basa en el mismo princi pio, es decir, combustión en presencia de óxido cúprico, para formar C 0 2
y H 2 0 . Los gases de la combustión se recogen en sendos recipientes que contienen sustancias que reaccionan con el agua en uno de ellos y con el C 0 2 en el otro. El aumento de peso en los recolectores indica la cantidad
de cada elemento presente en la muestra. En la actualidad se utiliza para determinar las cantidades de carbono y oxígeno el llamado aparato de Orsat, que permite determinar en forma simultánea las cantidades de C 0 2 , oxígeno y monóxido de carbono. El C 0 2
se absorbe en hidróxido de potasio en solución, el oxígeno se determina con ácido pirogálico en medio básico y el monóxido de carbono con cloruro cu-proso amoniacal.
La determinación cuantitativa de nitrógeno se efectúa por el "método de Kjeldahl", que consiste en someter a digestión o degradación la muestra por calentamiento en presencia de ácido sulfúrico concentrado y u n catalizador en u n matraz Kjeldahl. De esta manera se produce sulfato de amonio ( N H 4 ) 2 S 0 4 , al cual se agrega exceso de hidróxido de sodio para descomponerlo y liberar amoníaco, N H . El amoníaco se recoge de nuevo en u n ácido de concentración conocida y por último se determina el exceso de ácido por titulación con otra base para establecer su concentración. La cant idad de ácido que ha reaccionado permite hallar la cantidad de N H 3
desprendido y por ende la cantidad de nitrógeno presente en el material orgánico.
Para determinar carbono y nitrógeno en forma simultánea se utiliza el "método de Dumas", que consiste en quemar la muestra en presencia de óxido de cobre para producir C 0 2 y N 2 . El gas carbónico se recoge en una solución de K O H y luego se mide el volumen de nitrógeno.
La determinación cuantitativa de halógenos puede hacerse por volume-tría, es decir por titulación de la solución que los contiene en forma iónica o por gravimetría, mediante la obtención de u n precipitado que se lava, se seca y se pesa.
El azufre se puede transformar en sulfato SO. - 2 , sometiéndolo a o x i -dación. Se hace reaccionar en seguida con cloruro de bario para producir sulfato de bario sólido. Luego se determina su concentración pesando la cantidad de sulfato de bario obtenido.
1. ¿En qué proceso de extracción se utilizan los cianuros de sodio y de potasio? 2. ¿Cuál es el mecanismo de acción del cianuro como veneno? 3. ¿Para qué se utiliza el llamado aparato de Orsat?
Aparato de Kjeldahl.
DETERMINACIÓN DE FÓRMULAS EMPÍRICAS
Y MOLECULARES
La fórmula empírica del compuesto orgánico, es decir, aquella que muestra la relación entre los números de átomos de cada elemento, se puede establecer a partir del análisis cuantitativo. Si se tiene el porcentaje de cada uno de los elementos que forman el compuesto, se puede hallar el número de moles de cada uno y luego de realizar las simplificaciones o amplif i caciones del caso, hasta llegar a números enteros, se encuentra la relación entre el número de átomos de cada elemento, o sea, la fórmula empírica.
Si además se conoce el peso molecular del compuesto, o existe la información disponible para hallarlo, puede determinarse también la fórmula molecular respectiva (ver recuadro para hallar la fórmula empírica).
Los métodos usuales para establecer pesos moleculares de compuestos orgánicos son, entre otros:
Determinación del peso molecular de u n gas. Si la sustancia se puede volatilizar, se recoge en u n recipiente y se mide su presión, su volumen y su temperatura; se determina su peso en gramos, g, y mediante la siguiente fórmula deducida de la ecuación de estado:
M= gRT PV
se halla su peso molecular M.
A u m e n t o ebulloscópico y descenso crioscópico. De acuerdo con la ley de Raoult, estudiada en el capítulo de soluciones, se observa que al disolver una sustancia en u n solvente adecuado se produce u n aumento en el p u n to de ebullición o u n descenso en el
punto de congelación de la solución en relación con el solvente puro. Este hecho permite disolver la sustancia orgánica en u n solvente apropiado y determinar ya sea el punto de congelación o el punto de ebullición de la solución. Por comparación con las respectivas constantes del solvente puro puede hallarse el correspondiente peso molecular M , del compuesto orgáni-
M= 1.000 Kg2
donde K es la constante (crioscópica o ebulloscópica según el caso) del solvente, g es el peso del soluto en gramos, 4 el del solvente también en gramos, A T la diferencia entre los puntos (de congelación o de ebullición) entre la solución y el disolvente puro y 1.000 es la constante para pasar de kilogramos a gramos, en las unidades de K.
Existen métodos instrumentales de análisis como la espectrometría de masas, que permiten hallar pesos moleculares muy precisos, pero los mencionados son los más utilizados, en particular cuando no se requiere gran precisión en las medidas.
DETERMINACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES
En 1859 el químico alemán Augusto Kekulé von Stradonitz (1829-96) propuso la llamada "teoría de valencia" o "teoría estructural" según la cual el carbono siempre posee la valencia normal de cuatro (cuatro electrones de valencia), como en el C H 4 , CC1 4 y C O r
El hidrógeno y los halógenos tienen valencia uno, el oxígeno y el azufre valencia dos y el nitrógeno, tres. De esta forma los átomos se representan con guiones para indicar su valencia. Ejemplos:
I Carbono: — C — , = C = , — C =
I
Halógenos: Cl — , Br — , I —
Oxígeno: — O — , O =
1. ¿Qué es la fórmula empírica de un compuesto orgánico? 2. ¿Qué información se requiere, además de la fórmula empírica, para determinar la fórmula molecular de un compuesto? 3. ¿Quién formuló, y en qué año, la "teoría de valencia" o teoría estructural?
Azufre:
Nitrógeno: — N = , N • N •
C o n la "teoría de valencia de Kekulé" se logró u n avance significativo en la química orgánica moderna y su aplicación ha permitido di luci dar estructuras de moléculas orgánicas complejas.
Una vez conocida la fórmula molecular del compuesto orgánico, mediante la "teoría de valencia de Kekulé" se pueden plantear diversas estructuras que corresponden a isómeros estructurales o funcionales del compuesto. La decisión sobre cuál es la estructura correcta requiere información adicional que puede ser proporcionada por el reconocimiento de la función orgánica presente en la molécula y por otras características estructurales de la misma. Tal información adicional puede obtenerse mediante el análisis espectrométrico (infrarrojo, ultravioleta, R M N , ram-man y otros) o por pruebas fisicoquímicas específicas, como las siguientes:
1 . El ensayo de solubi l idad en agua, en ácidos, en bases y en diferentes solventes orgánicos permite ubicar características ácidas-básicas de la sustancia y su clasificación en u n determinado grupo de solubil idad, procedimiento mediante el cual se van restringiendo los posibles grupos funcionales presentes.
2. El ensayo con permanganato de potasio indica la presencia de dobles enlaces en la molécula, cuando se produce la decoloración del permanganato, debido a la oxidación de dichos enlaces.
La formación de u n precipitado con hidroxilamina o con 2-4 dini tro-femlhidracina indica la presencia de una función aldehido o cetona.
El desprendimiento de CO z al tratar la sustancia con bicarbonato de sodio es indicio de la presencia de la función ácido,
C O O H ó - S 0 3 H
El carácter aromático puede reconocerse por la presencia de una llama fuliginosa, es decir, que tizna o ennegrece, al arder el respectivo compuesto.
3. El ensayo de Lucas sirve para diferenciar alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Cada alcohol a ensayar se trata con ácido clorhídrico concentrado y con u n catalizador como cloruro de cinc. Los que reaccionan más rápido son los terciarios, luego los secundarios y por último los primarios.
ESPECTROSCOPIA: VISIBLE ULTRAVIOLETA
E INFRARROJA
El espectro de absorción de una sustancia se obtiene al hacer pasar una radiación electromagnética seleccionada a determinada longitud de onda, a través de una celda del espectrofotó-metro, instrumento que permite hacer las determinaciones.
Dependiendo de la estructura de la sustancia, se produce una absorción de luz, que se denomina absorbancia A, y equivale al logaritmo de la relación de intensidades entre el rayo de luz emitido, I y el rayo de luz incidente, lo.
A = log
El porcentaje de transmitancia, % T , se define como:
%T = —xlOO lo
A = 2-log %T
Si el proceso se efectúa a varias longitudes de onda se pueden relacionar absorbancia con longitud de onda y hallar el espectro de la sustancia, que es algo así como sus huellas digitales. Cada sustancia tiene u n espectro de absorción característico que la diferencia de otras sustancias y que depende
Espectrofotómetro.
1. ¿Qué ensayo permite detectar la presencia de dobles enlaces en la molécula de una sustancia orgánica? 2. ¿Qué indica el desprendimiento de CO, al tratar una sustancia con bicarbonato de sodio? 3. ¿Cómo se obtiene el espectro de absorción de una sustancia?
de su estructura. Dicha estructura tiene partes que absorben o transmiten con más o menos intensidad a longitudes de onda variables y si se logran correlacionar esas partes con determinados picos de emisión o bandas de absorción, se puede identificar su presencia en otras sustancias.
El espectro visible se obtiene entre 400 y 800 nanómetros ( l n m = 1 0 " 9 m ) , el ultravioleta entre 200 y 400 n m y el infrarrojo en longitudes de onda mayores, por encima de 800 n m , entre 2 y 16 micrómetros (1 f im= 10" 6 m ) , que son las de mayor interés para el análisis espectral orgánico.
En la espectroscopia infrarroja (IR) se hace pasar la luz por u n prisma que va cambiando de posición y en consecuencia varía su longitud de onda. Luego pasa por la muestra en donde se producen fenómenos de absorción y emisión de luz y por último se determinan los cambios en u n aparato de registro automático que produce el espectro característico.
Existen instrumentos en la actualidad, conectados a u n computador que ha sido alimentado y programa-
Vibraciones de tensión
Vibraciones de deformación
do con una serie de datos acerca de estructuras y espectros que interpretan el espectro y en ocasiones entregan la fórmula estructural de la sustancia, o al menos indican una serie de posibles estructuras.
La absorbencia de energía en determinadas longitudes de onda se debe a las vibraciones que presentan los enlaces que son de dos tipos principales: las vibraciones de tensión en las cuales los enlaces se encogen y se alargan y las vibraciones de deformación, en las que se produce la deformación del plano que forman los núcleos del enlace, y por lo tanto el plano se dobla.
A l aplicar energía en la región de luz infrarroja, IR, a los enlaces, estos aumentan la amplitud de la vibración. A l regresar la molécula de su estado excitado al estado normal emite el exceso de energía en forma de calor y así lo registran los termopares (termómetros metálicos), que posee el espectrómetro.
Cada tipo de enlace, cada función, cada anillo y en general, cada estructura, producen u n tipo de bandas de absorción determinadas en longitudes de onda más o menos fijas y así es posible su identificación dentro de una molécula. Por otra parte la existencia y ubicación de estas bandas se pueden predecir desde el punto de vista
longitud de ondas, mieras
Espectro IR del salicilato de metilo.
1. ¿Cuáles son los rangos de longitud de onda del espectro visible? 2. ¿A qué se debe la absorbencia de energía en determinadas longitudes de onda? 3. ¿Cómo es posible determinar la presencia de una estructura en particular dentro de una molécula?
Cromóforo Ejemplo máx. (nm) Solvente
C = C etileno 1 - octeno
171 177
(vapor) heptano
C = C -
C = 0 2 - octino etanal
178 290 277
heptano hexano agua
O
O H ácido acético 208
204 etanol agua
teórico mediante consideraciones de simetría y cálculos a partir de ecuaciones cuánticas de las moléculas.
En la espectroscopia ultravioleta (UV) se produce en la molécula excitación electrónica debida a la recepción de la luz U V entre 200 y 400 n m , que promueve electrones sigma o p i y electrones no compartidos a niveles superiores. Sin embargo, el espectro UV de una función varía, en mayor proporción que el IR, por la presencia de grupos adicionales dentro de la molécula y por esa razón se utiliza
menos para identificar estructuras. El espectro visible (VIS) presenta características similares al UV Para obtener el espectro VIS o UV se acostumbra disolver la sustancia en u n solvente apropiado que no presente absorción alta en la región escogida. El más u t i lizado es el alcohol de 96° GL (95% en peso).
Algunos grupos de átomos que presentan insaturación, es decir dobles y triples enlaces, muestran picos de absorción definidos en determinadas longitudes de onda. Se les conoce
S ra C d) 0 en c ra
TMS
A 4 3 2 1 0
intensidad del campo magnético
Espectro RMN del etanol
Espectro RMN del etanol.
como grupos cromóforos (portadores de color). Entre otros están los que se pueden observar en la tabla superior de esta página.
RESONANCIA MAGNÉTICA
NUCLEAR (RMN)
La resonancia magnética nuclear (RMN) es la técnica que proporciona más y mejor información sobre la estructura interna de las moléculas y en consecuencia es la más utilizada hoy en día en la dilucidación de estructuras en química orgánica.
En la espectroscopia R M N se ut i l izan radiofrecuencias del orden de 30 a 100 megaciclos que son m u cho más bajas y de menor energía que las de los intervalos UV, VIS e IR. La técnica de la R M N fue descubierta en los años 40 en forma independiente por el físico suizo nacionalizado en E.U., Félix Bloch (1905-1983) y el norteamericano Edward Mills Purcell (1912- ) , quienes compartieron el Premio Nobel de Física en 1952.
La técnica de la RMN consiste en colocar la sustancia que se quiere medir en el interior de u n potente campo magnético, el cual hace girar los núcleos (movimiento de espín).
A continuación se les aplica una onda electromagnética que los hace girar en sentido contrario al campo. La medición de la frecuencia de absorción de la onda depende de la magn i t u d del momento magnético de los núcleos, el cual se mide en esta forma.
Debido a las diferencias en las frecuencias de absorción de los protones ( H + ) , que dependen de los otros acompañantes del protón, hubo necesidad de escoger u n patrón, el tetrametil si-lano (CH 3 ) 4 Si , TMS, al cual se le asigna u n desplazamiento químico igual aO.
El desplazamiento químico se define como la diferencia entre la fuerza del campo a la que absorbe el protón estudiado y la fuerza del campo a la que absorben los protones del TMS. Por ejemplo el alcohol etílico C H C H 2 O H
1. ¿Qué se hace usualmente para obtener el espectro VIS o UV de una sustancia? 2. ¿Cómo se denominan los grupos de átomos que muestran picos de absorción en determinadas longitudes de onda? 3. ¿Qué técnica proporciona más información sobre la estructura interna de las moléculas?
ESPECTROMETRÍA
DE MASAS
El espectrógrafo de masas fue inventado en 1919 por el físico y químico br i tán ico Francis W i l l i a m A s t o n (1877-1945), quien obtuvo el Premio Nobel de Química en 1922.
La técnica consiste en bombardear con electrones una molécula para producir su rompimiento en fragmentos que constituyen iones positivos. El aparato, mediante campos eléctricos y magnéticos mide la relación masa/ carga y produce u n registro que es proporcional a la abundancia relativa de cada ion. Así, el metano C H 4 , por ejemplo,"al ser bombardeado produce los siguientes fragmentos, con su respectivo peso molecular:
Químicos trabajando con un espectrómetro de resonancia magnético nuclear, RMN.
a Espectrómetro de masas
C H 4 + (16)
C H ; (15)
C H J (14)
C H + (13)
O (12)
tiene tres clases de protones: los del radical metilo C H — , los del radical metileno — C H 2 — y los del grupo hidroxilo — O H . El espectro por tanto produce tres clases de bandas que corresponden a los tres t ipos de protones.
Las bandas o grupos de bandas i n tegradas, cuyas áreas son proporcionales al número de protones, se encuentran a diferentes distancias del patrón TMS, que tiene la misma clase de protones, todos equivalentes, debido a la diferencia en el desplazamiento químico de los otros tipos de protones.
es
H 1 1 \8 10 12 14 16 1£
peso molecular
Espectro de masas del metano.
1. ¿Por qué el espectro del alcohol etílico produce tres clases de bandas? masas? 3. ¿En qué consiste la técnica de espectrografía de masa?
¿A quién se debe el invento del espectrógrafo <
D E S C U B R I M I E N T O D E L O S B R A G G
Difracción de los planos átomos de un cristal.
onrac )fue posible tomar
as de las estructuras de < materiales y observar
disposición de las redes atómicas •leculares en su interior,
icos británicos W i l l i ; (1862-1942) y su hijo
_awrence Bragg (1890-janadores del Premio
Física en 1915, desarro-ados experimentales y
1 permitieron dilucidar jeturas cristalinas a partir de la información obtenida
los espectros de difracción de los rayos X que las atraviesan.
Cuando un haz de rayos X monocromáticos (de la mis-aa longitud de onda) atraviesa una estructura cristalina,
ia imagen de difracción de los rayos X, debido a los diferentes planos del cristal que se hallan a
; comparables a la longitud de onda del haz es-Irededor de 10~,0m), se producen difracciones que
generan ondas en diferentes fases. Al entrar en interferen-:ia estas ondas dan imágenes que son proporcionales a la
anda entre planos de la red cristalina y de esta manera tiene una radiografía del cristal,
as Bragg lograron establecer una ley que permite calcular la distancia entre planos de las estructuras cristali-
as. Su expresión matemática es la siguiente:
n ? t = 2 d SenO
ide X. es la longitud de onda del haz de rayos X monocromático, d la distancia entre planos del cristal, 9
u ángulo de incidencia y n un número entero (1, 2, 3...) ue representa el orden en que se encuentran los planos.
on con mo los
que mo la cual c
dio se halla rodeado de seis ones cloruros y cada ion clor
seis iones sodio, de tal ma c en el cloruro de sodio sol i -
ten moléculas indepen-e NaCI sino una red
servada en la figura, lografía de los rayos ndiendo a compu
cada vez más complejos y sus fundamentos han co buido a establecer, entre otras cosas, la estructura de moléculas de la penicilina, de la vitamina B 1 2 o cianoco-balamina, del A D N y aun de los más pequeños organismos vivientes, los virus. Sus aplicaciones en la química orgánica prometen importantes resultados.
su
Red cúbica di
Estos fragmentos dan origen a la siguiente gráfica. El 17 se debe a la presencia del C 1 3 H 4 , que pesa 17 g/mol.
La labor de hallar la estructura real de la molécula consiste en integrar estos fragmentos y encontrar a su progenitor.
DIFRACCIÓN DE RAYOS X
El descubrimiento de la técnica de la difracción de rayos X en 1912 valió a Sir W i l l i a m Henry Bragg (1862-1942) y a su h i j o Sir Lawrence Bragg (1890-19-71) el Premio Nobel de Física de 1915.
I^HIHHHHi^flH£399^HH^HHHH^HBS&ÜSflHl
l ./Qué se logró con los método-
El método se basa en que las sustancias cristalinas (orgánicas e inorgánicas) poseen celdas unitarias que forman redes, debido a la distribución uniforme de sus átomos. Si sobre el cristal se hace incidir u n estrecho haz monocromático de rayos X, cuya longitud de onda sea comparable a la distancia entre los planos, la reflexión sigue la ecuación de Bragg:
n X = 2 d sen 9
donde Gts el ángulo del rayo reflejado, y la longitud de onda de los rayos
X, d la distancia entre planos y n el llamado orden de reflexión: 1 , 2, 3. . .
El diagrama de reflexión de los rayos X produce una fotografía t r i d i mensional del cristal que puede i n terpretarse con ayuda de los computadores y graficadores modernos. En este sentido la técnica de difracción de rayos X, aunque ha tropezado con dificultades prácticas de interpretación, tiene alcances m u y amplios y podría llegar a convertirse en el pr inc ipa l instrumento para determinar estructuras orgánicas, e inc lu so, para crear nuevas estructuras sintéticas.
¿Qué se logró con los métodos experimentales y teóricos desarrollados por los físicos británicos W i l l i a m Henry Bragg y su hi jo W i l l i a m Lawrence? 2: ¿Qué ut i l idad tiene la ley de Bragg? 3. ¿En qué se basa el método de Bragg?
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